L'enquête a été ouverte par le Pôle national de lutte contre la haine en ligne pour "cyberharcèlement en raison du genre, injure publique en raison du genre, provocation publique à la discrimination et injure publique en raison de l'origine", a précisé le parquet.
Les investigations ont été confiées à l'Office central de lutte contre les crimes contre l'humanité et les crimes de haine.
"Tout juste médaillée d'or aux JO de Paris 2024, la boxeuse Imane Khelif a décidé de mener un nouveau combat: celui de la justice, de la dignité et de l'honneur", avait écrit dans un communiqué samedi son avocat Nabil Boudi, annonçant avoir déposé une plainte la veille.
Le parquet a confirmé avoir reçu cette plainte lundi.
"L'enquête pénale déterminera qui a été à l'initiative de cette campagne misogyne, raciste et sexiste mais devra aussi s'intéresser à celles et ceux qui ont alimenté ce lynchage numérique", avait-il ajouté.
Selon le magazine américain Variety, le milliardaire Elon Musk, propriétaire de X (ex-Twitter), et l'autrice de la saga des Harry Potter, JK Rowling, connue pour ses positions controversées, sont cités dans la plainte.
Selon l'avocat, "le harcèlement inique subi par la championne de boxe restera la plus grosse tache de ces Jeux olympiques".
Me Boudi n'était pas joignable dans l'immédiat.
Imane Khelif a remporté la finale des -66 kg à Roland-Garros le 9 août.
La polémique sur son genre, menée par les milieux conservateurs, trouve son origine dans son exclusion, comme la Taïwanaise Lin Yu-ting, des championnats du monde à New Delhi en mars 2023.
Selon la Fédération internationale de boxe (IBA), Imane Khelif avait échoué à un test destiné à établir son genre. Non reconnue par le monde olympique, l'IBA a refusé de préciser quel type de test avait été pratiqué.
Le Comité international olympique avait, lui, estimé qu'elle pouvait participer aux Jeux dans le tournoi féminin.
Après l'abandon de leur combat, dès la première minute, de son adversaire au premier tour, l'Italienne Angela Carini, la boxeuse algérienne a été victime sur les réseaux sociaux d'une campagne de haine et de désinformation, empreinte de racisme, la présentant comme un "homme combattant des femmes".
"Je suis une femme forte avec des pouvoirs spéciaux. Depuis le ring, j'ai envoyé un message à ceux qui étaient contre moi", a déclaré Imane Khelif aux médias après sa victoire.